[发明专利]一种制备氧化铁红联产硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两段法硫磺还原分解铁的硫酸盐制氧化铁红联产硫酸的方法，属于无机化合物制备方法领域。

背景技术

氧化铁红是一种重要的化工原料，它被广泛地应用于涂料、建材、电子、陶瓷、纺织、造纸、油墨等行业。目前，氧化铁红的生产方法可以分为干法和湿法两大类，如绿矾锻烧法、铁黄、铁黑锻烧法、硫酸盐、硝酸盐湿法和混酸法等正广泛地应用于生产。目前氧化铁红生产主要是以氧化铁皮为原料，但由于原材料的涨价致使成本较高，并且近年来，随着国家对环境保护的越来越重视，对企业的环保要求也越来越高，使企业难以扩大生产规模，造成氧化铁红市场紧张，因此亟待开发一种成本低，环保的生产新工艺。

硫铁矿烧渣、铁矿浸洗液、钛白废渣等产生大量的硫酸亚铁工业废渣，其产量大，消耗少，主要采用筑坝堆放，既占用土地，又造成环境污染；有的当成低品味的工业原料出售，产品价值低，利润少。

公开号为CN102431976A的中国专利公开了一种通过钛白废渣湿法制备颜料及氧化铁红的方法，通过硫酸亚铁除杂，制得硫酸亚铁溶液，通过加入氨水制备铁黑沉淀，在600～750℃煅烧制得氧化铁红，但副产硫酸铵废液仍需进一步处理。公开号为CN102649588A的中国专利公开了一种用钛白副产物硫酸亚铁生产氧化铁红的方法，将含杂硫酸亚铁通过净化除杂，通过结晶制备纯净硫酸亚铁，于800～900℃锻烧1～4h制备氧化铁红，产品杂质含量少，铁回收率高，但生产过程煅烧温度高，生成的气体含有大量SO₃，对设备腐蚀大。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种氧化铁红联产硫酸的制备方法。

本发明的技术方案：

本发明提供一种制备氧化铁红联产硫酸的方法，包括如下步骤：

a将铁的硫酸盐或铁氧化物于温度300～700℃中，通入气态硫磺，反应20～120min，制得二硫化亚铁和二氧化硫气体，

b将步骤a所得的二硫化亚铁与铁的硫酸盐按摩尔比0.1～3：1混合，于温度300～800℃下焙烧30～150min，得到氧化铁红和二氧化硫；

c步骤a和步骤b所得的二氧化硫气体用于制备硫酸。

所述步骤a和步骤b中的铁的硫酸铁盐为硫酸铁、硫酸高铁中的至少一种。

所述步骤a中的铁氧化物为三氧化二铁、四氧化三铁（Fe₃O₄）或氧化亚铁(FeO)中的至少一种。

所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物的含水量≤15wt%。

优选的，所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物控制其含水量≤15wt%的方法为：于50～300℃下干燥10～120min即可。

优选的，所述步骤a中还通入还原性小于气态硫磺的气体形成混合气体，其中，气态硫磺与混合气体的体积比≥15%，混合气体的气速标况下是100ml/min。

更优选的，所述气态硫磺与混合气体的体积比为15～85%。

所述还原性小于气态硫磺的气体为氮气、气态硫、二氧化碳或二氧化硫中的至少一种。

优选的，所述步骤b中通入氧化性低于铁的硫酸盐氧化性的气体。

所述氧化性低于铁的硫酸盐氧化性的气体为氮气、一氧化碳、二氧化碳或二氧化硫中的至少一种。

本发明的有益效果：

1、能解决钛白废渣绿矾、铁矿浸洗液和硫铁矿烧渣等环境污染，实现了资源的回收循环利用。

2、于本发明采用的是两段法还原分解硫酸铁，明显的提高了操作弹性，而且第二工段中的尾气为第一工段的反应提供热量，其节能效果明显。

3、由于本发明a步骤是气固反应，无论从理论反应发生温度还是反应物之间的接触面积来说，反应都更容易发生。本发明a步骤原料的分解率一般可达到90%以上。

4、本发明分解产生的尾气中SO₂浓度高，可达到10vol%左右(≥9.5%)。

5、本发明工艺简单，生产周期短，易于控制，产物纯度高(大于90wt%)。

具体实施方式

本发明提供一种制备铁红联产硫酸的方法，包括如下步骤：

a将铁的硫酸盐或铁氧化物于温度300～700℃中，通入气态硫磺，反应20～120min，制得二硫化亚铁和二氧化硫气体；该步骤中，若温度过低反应则难以进行，温度过高能耗高并且二硫化亚铁在较高温度下容易分解；反应时间过短原料转化率会较低，反应时间过长的话能耗也高；